حقن الإلكترون المحسنة وحبس أكسيتون للصمامات الثنائية – ينبعث الضوء الكم-نقطة زرقاء نقية بإدخال الكاثود الألومنيوم المؤكسد جزئيا

يعد الحقن المتوازن للثقوب والأقطاب الكهربائية في طبقة النقطة الكمومية الانبعاثية للتهرب من إعادة التركيب الإشعاعي أمرا بالغ الأهمية لنقاء اللون واستقراره وكفاءة الثنائيات الباعثة للضوء القائمة على النقاط الكمومية. اقترحنا كاثود ألومنيوم مؤكسد جزئيا لتعزيز حقن القطب الكهربائي تحت حبس الإكسيتون للصمامات الثنائية الباعثة للضوء ذات النقاط الكمومية الزرقاء عالية الأداء. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي عدم وجود طبقة إضافية لنقل الإلكترون في الجهاز ، مما يضمن نقاء اللون ويبسط عمليات التصنيع.

توضيح الإجراءات بواسطة Wenda Sun ، طالبة الدراسات العليا في مختبري. لبدء الإجراء ، قم بقص قطعة من الزجاج المطلي ب ITO مقاس 12 سم × 12 سم بمقاومة تبلغ حوالي 10 أوم لكل مربع إلى شرائح بعرض 15 ملم. نظف شرائط زجاج ITO بقطعة قماش خالية من الغبار وإيثانول نقي.

اترك زجاج ITO يجف في الهواء. افحص الجانب الموصل لزجاج ITO بحثا عن عيوب في جهاز قياس رقمي متعدد. استخدم شريطا لاصقا قياسيا لتغطية قسم بعرض ملليمترين بالطول على طول مركز الشريط الزجاجي ITO.

بعد ذلك ، ضع زجاج ITO في وعاء ضحل مقاوم للأحماض ، مثل طبق بتري. صب مسحوق الزنك فوق زجاج ITO بسمك حوالي 0.5 ملم. صب 36٪ من حمض الهيدروكلوريك بالوزن على الزجاج حتى يتم غمر الزجاج ومسحوق الزنك تماما.

اسمح للنقش بالاستمرار لمدة 15 ثانية. ثم اسكب محلول حمض الهيدروكلوريك. اشطف زجاج ITO المحفور جيدا على الفور بماء الصنبور.

جفف الزجاج بقطعة قماش خالية من الغبار ، وقم بإزالة الشريط اللاصق. انقع زجاج ITO المحفور في الأسيتون لمدة 15 دقيقة. استخدم كرة قطنية لإزالة أي بقايا لاصقة من زجاج ITO.

بعد ذلك ، قم بتقطيع زجاج ITO إلى قطع 15 ملم × 15 ملم باستخدام قاطع زجاج. قم بتقطيع قطع ITO الزجاجية في محلول منظف مخفف ، وماء الصنبور ، والماء منزوع الأيونات ، والأسيتون ، وكحول الأيزوبروبيل ، بالتسلسل ، لمدة 15 دقيقة لكل منها. بعد ذلك ، جفف قطع زجاج ITO تحت تيار من غاز النيتروجين.

جفف القطع في فرن على حرارة 150 درجة مئوية لمدة خمس دقائق في الهواء. قم بتخزين القطع الجافة في الهواء عند الانتهاء. قبل التصنيع ، في صندوق قفازات خال من الرطوبة مملوء بالنيتروجين ، أضف ملليلترا واحدا من orthodichlorobenzene إلى 25 ملليغرام من poly-TPD.

قلب الخليط في درجة حرارة الغرفة طوال الليل. لبدء تصنيع الطبقة ، قم بإزالة محلول PEDOT: PSS من واحد إلى ستة من الثلاجة التي تم تخزينها فيها. قلب PEDOT: محلول PSS في درجة حرارة الغرفة لمدة 20 دقيقة.

أثناء تحريك PEDOT: محلول PSS ، عالج ركيزة زجاجية جافة نظيفة من ITO في غرفة الأوزون فوق البنفسجية لمدة 15 دقيقة. بمجرد انتهاء كل من التحريك ومعالجة الأوزون فوق البنفسجي ، اسحب حوالي ملليلترين من PEDOT: محلول PSS المشتت بشكل متساو في حقنة سعة 10 ملليلتر. جهز المحقنة بفلتر هاتف محمول بولي إيثر 0.45 ميكرومتر.

قم بإصلاح الركيزة الزجاجية المعالجة ITO في وسط تعطل الدوران. ضع قطرتين من PEDOT: محلول PSS المصفى على زجاج ITO. قم بتدوير زجاج ITO عند 3,000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية.

بعد ذلك ، قم بتلدين PEDOT: زجاج ITO المطلي ب PSS عند 150 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة للحصول على فيلم PEDOT: PSS بسمك 30 نانومتر. انقل PEDOT الملدن: الركيزة المطلية ب PSS إلى مغطي دوار في صندوق قفازات مملوء بالنيتروجين. ضع 35 ميكرولترا من محلول بولي TPD سعة 25 ملليغرام أكثر من مليلتر على الركيزة.

بتدوير الركيزة عند 3 ، 000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية ، واخبز الركيزة على حرارة 150 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة للحصول على فيلم بولي TPD بسمك 40 نانومتر. بعد ذلك ، في صندوق القفازات ، قم بإذابة 4.29 ملليغرام من كبريتيد الزنك والكادميوم المطلي بنقاط كمومية من كبريتيد الزنك ، مغطاة بثيول أوكتان واحد قصير السلسلة في 300 ميكرولتر من التولوين. قم بإصلاح الركيزة المطلية ب poly-TPD في وسط المعطف الدوار.

ضع 35 ميكرولترا من محلول النقطة الكمومية على الركيزة. قم بتدوير الركيزة عند 3,000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية للحصول على فيلم بسمك 40 نانومتر من الزنك والكادميوم وكبريتيد المغلفة بنقاط كمومية من كبريتيد الزنك. قم بتخزين الركيزة في صندوق القفازات الخالي من الرطوبة المملوء بالنيتروجين.

قبل ترسيب الألومنيوم والمعدن ، استخدم مكشطة ضيقة ، مثل القبر ، لكشط PEDOT: PSS poly-TPD وكبريتيد الزنك والكادميوم المغلفة بطبقات النقاط الكمومية لكبريتيد الزنك من الشريط المطلي ب ITO بعرض ملليمترين على كل ركيزة محضرة. قم بتغطية الركائز بأقنعة معدنية منقوشة ، وانقل الركائز المقنعة إلى غرفة التبخر الحراري. بمجرد أن تكون الغرفة عند أو أقل من 10 إلى سالب أربعة باسكال ، تودع 10 نانومتر من الألومنيوم عند أنجستروم واحد في الثانية لتشكيل أقطاب الألومنيوم.

لبدء إجراء الأكسدة الذاتية للألكترود الكهربائي من الألومنيوم ، ضع الأجهزة في فرن مفرغ متصل بوعاء من خليط غاز لا مائي من 80٪ نيتروجين و 20٪ أكسجين. ارتفع الفرن إلى حوالي 267 باسكال. ثم اضغط على الفرن إلى ثلاثة أضعاف 10 إلى أربعة باسكال بخليط غاز النيتروجين اللامائي

أكسدة الأجهزة في درجة حرارة الغرفة للمدة الزمنية المطلوبة للحصول على QD-LEDs الزرقاء. قم بتخزين الأجهزة في صندوق قفازات خال من الرطوبة مملوء بالنيتروجين. يمكن تزويد طيف الإلكترون الضوئي بالأشعة السينية لكاثود الألومنيوم المؤكسد بثلاث قمم تتوافق مع أيونات الألومنيوم المعدنية ، ومرحلة جاما لأكسيد الألومنيوم -3 ، والألومينا غير المتبلورة ، على التوالي.

أظهر التحليل الطيفي للتلألؤ الضوئي الذي تم حله بمرور الوقت أن النقاط الكمومية بواسطة الألومنيوم بواسطة عينات أكسيد الألومنيوم لها عمر أطول من النقاط الكمومية بواسطة عينات الألومنيوم ، وهو ما يعزى إلى حقن الإلكترون المحسن وقمع إعادة التركيب غير الإشعاعي في النقاط الكمومية بواسطة الألومنيوم بواسطة عينات أكسيد الألومنيوم. كان جهاز QD-LED المزود بكاثود من الألومنيوم النقي منخفضا ، وهو ما يعزى إلى حقن الشحنة غير الفعال. أدى إدخال طبقة Q3 من الألومنيوم مقاس 15 نانومتر لتسهيل النقل الإلكتروني إلى تحسين الإضاءة إلى 1300 شمعة لكل متر مربع.

معالجة الأكسدة إلى تحسين أداء الجهاز بشكل كبير ، حيث حقق الألومنيوم بواسطة جهاز أكسيد الألومنيوم أقصى للإضاءة يبلغ 13،002 شمعة لكل متر مربع وكفاءة تيار قصوى تبلغ 1.15 شمعة لكل أمبير ، بعد 12 ساعة من الأكسدة. يمكن لجهاز الألمنيوم بواسطة أكسيد الألومنيوم أن يثبط تبريد الإكسيترون عند كثافات التيار العالية بسبب حقن الإلكترون المعزز وقدراته على حجب الثقب. حدثت ذروة انبعاث جهاز الألومنيوم بأكسيد الألومنيوم عند 457.3 نانومتر ، مع نصف عرض كامل بحد أقصى 21.4 نانومتر ، مما يشير إلى ضوء أزرق نقي بدون انبعاث كهرومغناطيسي طفيلي.

يظل البث مستقرا في ظل التحيزات المطبقة المختلفة. لقد حصلنا أولا على فكرة هذه الطريقة مستوحاة من إطلاعنا على البحث الذي يفيد بأن تعرض كاثودات الألومنيوم للهواء يمكن أن يحسن أداء أجهزة QD الزرقاء. تم تحقيق تلألؤ مغلف من طبقة الزنك والكادميوم وكبريتيد الأزرق بواسطة QD-LEDs من كبريتيد الزنك باستخدام كاثود مؤكسد جزئيا.

بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء هذه التقنية في غضون 12 ساعة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، تذكر أن تفكر بدقة في وقت الأكسدة. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى ، مثل إدخال طبقة نقل إلكترون إضافية لتحسين أداء الجهاز بشكل أكبر.

بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال QD-LED الأزرق لاستكشاف كاثود الألومنيوم المؤكسد لتحسين أداء الجهاز. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع QD-LED عالية الأداء من خلال إجراء أكسدة يسهل التحكم فيه.